Технические характеристики труб из ВЧШГ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБ ИЗ ВЧШГ



Содержание

Аннотация

Введение

1. Область применения

1.1 Водоснабжение

1.2 Трубопроводы для мелиорации земель

1.3 Трубопроводы для систем пожаротушения

2. Технические характеристики

2.1 Механические свойства ВЧШГ

2.2 Поведение в нестабильных грунтах и продольный изгиб

2.3 Механические нагрузки и сопротивляемость внутреннему давлению

3. Преимущества труб из ВЧШГ

3.1 Долговечность

3.2 Простота монтажа

3.3 Энергосбрежение

3.4 Надежность

3.5 Экологическая безопасность

4. Монтаж труб

4.1 Монтаж труб производится в следующем порядке

4.2 Засыпка трубопроводов

5. Комплектация и хранение

5.1 Хранение труб

5.2 Хранение уплотнительных колец

Список литературы



Аннотация

В данном отчете представлено описание труб из ВЧШГ. Что это за материал, его достоинства по сравнению со своим предшественником, серым чугуном, а так же другими современными материалами по восстановлению, санации и прокладке новых труб. Представлены различные виды труб и область их применения, преимущества, особенности монтажа и способы их хранения.



Введение

По прошествии столетий, чугун, с его длительной историей применения в области водоснабжения, по праву удерживает пальму первенства в этой области по долговечности. Выбор труб с высоким коэффициентом безопасности и с высокими механическими качествами гарантирует надежность инвестиций и непрерывность функционирования системы. Трубы из ВЧШГ, с инженерной точки зрения, на сегодняшний день представляют собой наилучшее решение на рынке труб различных диаметров. Так же из ВЧШГ изготавливают трубопроводную арматуру, фланцы, муфты, фасонные части и тд.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом, магниевый чугун - Mg, Ca, Се и другими элементами. Высокаяпрочность и повышенная пластичность обеспечиваются наличием в структуре шаровидной или вермикулярной формы графита. В зависимости от химического состава, вида модифицирования и режима термической обработки установлены восемь марок высокопрочного чугуна с шаровидным графитом: 35,ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100. Условное обозначение марки включают буквы ВЧ ицифровое обозначение минимального значения временного сопротивления (МПа* 10^-1) при растяжении.Относительное удлинение не менее 22% (ВЧ 35) и не менее 2% (марка ВЧ 100). Рекомендуемый химический состав высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, %: С 2,7-3,8; Si 0,5-3,8 [зависит от марок чугуна и оттолщины стенок отливки (рис. В-33)]; Мn 0,2-0,7; Р до 0,1; S до 0,01-0,02; Cr до 0,05- 0,15; Cu до 0,3-0,6; Ni до0,4-0,8 (зависит от марки высокопрочного чугуна). Чугуны ВЧ 35 и ВЧ 40 с вермикулярным графитом должныиметь относительное удлинение не менее 1%. Минимальное значение ударной вязкости для чугуна маркиВЧ 35 - 17 Дж/ см² при 20° С и 11 Дж/ см² при -40° С. ГОСТ 7293-85.

Высокопрочный чугун -- чугун, имеющий графитные включения сфероидальной формы. ВЧШГ, получаемый в процессе обработки магнием, характеризуется эластичностью, что наделяет материал исключительными свойствами. Ударопрочность ( ВЧШГ- очень твердый материал). Прочность на изгиб: высокопрочный чугун имеет достаточно высокое относительное удлинение (>10 %) и предел эластичности > 270МПа. Сопротивление овализации: сделанные из жесткого материала, трубы ВЧШГ не поддаются существенным деформациям. Все трубы, фитинги и детали для водоснабжения произведены из ВЧШГ и используют его исключительные механические свойства.

Трубы имеют внутренние и внешние защитные покрытия. Внутренние - адаптированные к траспортируемой жидкости, внешние - соответственно, адаптированные к природе пересекаемых грунтов. Трубы, образно говоря, «вездеходные». Широкий выбор соединений, стыковых или механических, усиленных или нет, позволяет позволяет адаптироваться к различной конфигурации грунтов и к различным условиям укладки.

Трубопроводы ВЧШГ, состоящие из труб, фасонных частей и соединительных манжет, представляют собой согласованную и гибкую систему, которая способна противостоять любой сложной ситуации.

Необычайно прочные и надежные, стойкие и абсолютно герметичные, они без ущерба могут переносить значительные внешние нагрузки и изменения окружающих условий: движение и размыв грунтов, дестабилизацию основания, и все это - без разрывов труб, растрескиваний внутреннего покрытия или расстыковки соединений. Способны длительное время выдерживать жесткие режимы работы, противостоять перегрузкам, гидравлическим ударам без ущерба для конструкции и без влияния на ее долговечность. Безаварийный срок службы трубопроводных систем из ВЧШГ с уплотнительной манжетой составляет: в сетях водоснабжения в условиях почвенной коррозии, воздействия блуждающих токов и отсутствия катодной защиты 80-100 лет, в самотечных сетях канализационных сточных вод с сероводородом 50-60 лет.

1. Область применения

1.1 Водоснабжение

Применяются трубы напорные высокопрочные из ВЧШГ. Такие трубы могут применяться как для канальной так и бесканальной подземной прокладки трубопроводов. Трубы из ЧШГ имеют раструбную часть с одной стороны и гладкий конец с другой или фланцы с обеих сторон. Трубопроводы и трубы могут испытывать большие диаметральный прогибы при эксплуатации, сохраняя все функциональные характеристики, что позволяет им выдерживать большую толщину почвенного покрытия и большие дорожные нагрузки. Раструбное соединение не является жестким и позволяет отклониться трубам на угол от 1,5 до 5 град, в зависимости от диаметра труб.

Наружные сети и сооружения.

позволяет отклониться трубам на угол от 1,5 до 5 град, в зависимости от диаметра труб.

Промышленные опреснительные установки.

1.2 Трубопроводы для мелиорации земель

Трубы ВЧШГ предназначенные для эксплуатации в системах напорной канализации с рабочим давлением до 1,6 МПа. Трубы используются с наружным цинковым покрытием, наружным лаковым и внутренним цементно-песчаным покрытием. А так же с наружным лаковым и внутренним цементно-песчаным. Трубы с внешним покрытием могут применяться во всех типах почв.



1.3 Трубопроводы для систем пожаротушения

Трубы и фасонные части, предназначенные для эксплуатации в пожарном водоводе, имеют фланцевые концы и изготовлены методом литья. В трубопроводах действуют допустимые рабочие давления равные 10,16 и 25 бар. Трубы должны выдерживать испытательное гидравлическое давление не менее 50 бар. Фасонные части должны выдерживать испытательное гидравлическое давление не менее 25 бар или давление сжатым воздухом не менее 1 бар.



2. Технические характеристики

2.1 Механические свойства ВЧШГ

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) отличается от серого чугуна с пластинчатой формой графита тем, что обладает более высокими прочностными свойствами, близкими к свойствам низкоуглеродистой стали (предел прочности при растяжении, предел текучести и относительное удлинение) и повышенной коррозионной стойкостью.

Эти свойства получены при модифицировании жидкого чугуна магнием и дополнительными присадками. В результате модифицирования графит в чугуне находится в виде шариков, что придает чугуну пластичность и прочность и исключает риск образования и распространения трещин.

Повышенные механические свойства обеспечиваются химическим составом чугуна и высокотемпературным отжигом, что позволяет эксплуатировать трубы при знакопеременных нагрузках, при перемещении и просадке грунта.

Трубы ВЧШГ и трубопроводы из них могут испытывать большие диметральные прогибы при эксплуатации, сохраняя все функциональные характеристики, что позволяем им выдерживать большую толщину почвенного покрытия и большие транспортные нагрузки.

Механические нагрузки и влияние окружающей среды.

Преимущество труб из ВЧШГ состоит в том, что по своим свойствам они занимают промежуточное положение между гибкими и жесткими материалами. В техническом смысле это позволяет пользоваться положительными качествами обоих. Эластичность ВЧШГ позволяет трубопроводам выдерживать неизбежные нагрузки или изменения, которым они подвергаются сразу после заложения, без повреждений и расстыковок.

Заложенные в грунт трубопроводы также подвергаются вертикальным механическим нагрузкам, обусловленным обратной засыпкой или проходящим по поверхности транспортом, которые могут деформировать трубы.

2.2 Поведение в нестабильных грунтах и продольный изгиб

Трубы, уложенные под землей, могут выдерживать существенные продольные изгибающие усилия, даже если они уложены в траншее с основанием плохого качества или в грунтах с малой несущей способностью. Вот примеры таких случаев:

Основание трубы дестабилизировано или размыто грунтовыми водами,

Трубопровод пересекает зоны, подверженные движение грунтов и/или землетрясениям.

Поведение уложенных в грунт труб, с механической точки зрения, может быть описано как система взаимодействия труба - грунт. Трубы из Высокопрочного Чугуна с Шаровидным Графитом могут выдерживать сильные деформации без отказов, благодаря высокой деформационной способности металла. Проведенные исследования доказали их способность выдерживать значительные деформации без разрывов.

Комбинация 6-метровых труб из ВЧШГ и гибких соединений с эластомерной манжетой позволяет трубопроводу противостоять механическим воздействиям и обеспечивает безупречное поведение в условиях нестабильных грунтов.

2.3 Механические нагрузки и сопротивляемость внутреннему давлению

Механическая прочность: большой запас прочности, подтвержденный многолетним опытом.

Отличные механические характеристики подземных водопроводных труб из высокопрочного чугуна, подверженных различным воздействиям извне (нагрузки со стороны грунта, транспортные нагрузки, оседание или небольшие движения грунта, случайные избыточные давления...), объясняются следующим:

ковкостью материала, характеризующейся существенной способностью поглощать энергию, даже за пределами эластичности металла, благодаря высокому относительному удлинению металла;

гибкостью стыков, позволяющих трубопроводу компенсировать незначительные движения грунта без создания нагрузок на трубы;

большим коэффициентом безопасности, используемым при расчетах толщины стенок труб и фасонных частей.



3. Преимущества труб из ВЧШГ

Трубы из высокопрочного чугуна применяются в мировой практике уже более пятидесяти лет и являются самыми перспективными на сегодняшний день по параметрам "цена + качество + экологическая безопасность".

3.1 Долговечность

Безаварийный срок службы трубопроводных систем из ВЧШГ при применении раструбных труб с уплотненной манжетой :

в сетях водоснабжения в условиях почвенной коррозии, воздействия блуждающих токов и отсутствия катодной защиты составляет 80-100лет,

в самотечных сетях канализационных сточных вод с сероводородом составляет 50-60 лет

Их коррозионная стойкость выше чем у стальных труб в 5-10 раз.

3.2 Простота монтажа

Не требуются затраты электроэнергии, специальное оборудование и высококвалифицированный персонал при укладке трубопроводов из ВЧШГ.

Возможна укладка непосредственно в грунт на глубину 8 -- 10 м без подготовки ложа.

Допускается ведение монтажных работ при отрицательных температурах.

3.3 Энергосбрежение

Внутреннее цементно-песчаное покрытие (ЦПП) труб из ВЧШГ обеспечивает не только соблюдение санитарно-эпидемиологических требований при транспортировке питьевой воды, но и улучшает гидравлические свойства трубопровода из ВЧШГ. Коэффициент шероховатости (по формуле COLEBROOK) внутренней поверхности трубы из ВЧШГ с цементно-песчаным покрытием составляет для отдельной трубы К=0,03. При проектировании системы трубопроводов из ВЧШГ, чтобы учесть все потери на трение в собранной системе трубопро

водов, рекомендуется брать для расчетов:

К=0,1 для DN 80 -- 250 мм;

К=0,08 для DN 300 -- 700мм;

К=0,05 для DN 700 -- 1000 мм.

То есть, трубы из ВЧШГ с внутренним цементно-песчаным покрытием позволяют резко снизить гидравлические потери на трение в трубопроводе и отвечают всем современным требованиям в области энергосбережения.

Кроме того, большее внутреннее проходное сечение труб ВЧШГ, по сравнению с полиэтиленовыми трубами (при одинаковом показателе условного

прохода DN), позволяет значительно снизить затраты на перекачку транспортируемой жидкости.

3.4 Надежность

Уникальные свойства высокопрочного чугуна обеспечивают трубопроводам:

коррозионную стойкость в сочетании с высокими механическими свойствами, а также функциональными особенностями раструбных соединений;

большой коэффициент запаса прочности по сравнению с нагрузками, имеют достаточный резерв надежности, что другими системами трубопроводов (Кпр<3,0);

хладостойкость (ударная вязкость труб из ВЧШГ практически не изменяется в пределах от +20°С до -60°С).

3.5 Экологическая безопасность

Трубопроводы из ВЧШГ с внутренним цементнопесчаным покрытием гарантируют качество транспортируемой воды, отвечающей всем требованиям санитарно- экологической безопасности (PH воды до 12,0).

Трубопроводные системы из ВЧШГ непроницаемы для углеводородов и органических химикалий, находящихся в почве.

Возможность полной утилизации труб после окончания срока службы.

Трубы и фасонные части из ВЧШГ имеют высокий запас прочности относительно максимально допустимого давления.

Давление, при котором происходит разрыв, значительно превышает максимально допустимое значение.



4. Монтаж труб

Перед началом монтажных работ внутренняя поверхность трубы и ФЧ (особенно кольцевой паз для манжеты) и наружная поверхность гладкого конца трубы и ФЧ до опускания их в траншею должны быть очищены от посторонних предметов и загрязнений.

Захват трубы и ФЧ при опускании их в траншею необходимо осуществлять приспособлениями, обеспечивающими сохранность их в местах захвата и исключающими удары изделий друг о друга и о твердые предметы. труба нагрузка сопротивляемость уплотнительный

При монтаже труб необходимо строго соблюдать проектный профиль трубопровода.

Уплотнение при стыковке труб осуществляется с помощью уплотнительного кольца за счет радиального сжатия ее в раструбном кольцевом пазе.

4.1 Монтаж труб производится в следующем порядке

С помощью шаблона и мела на гладком конце укладываемой трубы наносится линия ограничения ввода гладкого конца трубы в раструб, равная по длине глубине раструба.

В кольцевой паз раструба вкладывается уплотнительное кольцо с проверкой правильности размещения его гребня.

Наружную поверхность гладкого конца трубы (особенно фаску) до монтажной отметки и внутреннюю поверхность уплотнительного кольца покрывают тонким слоем смазки. Следует избегать попадания смазки под наружную поверхность уплотнительного кольца.

Монтируемая труба подается к ранее уложенной трубе, центрируется по конусной поверхности уплотнительного кольца и, с помощью монтажного приспособления или ломика (при малом диаметре труб), вводится в раструб до отметки.

При снятии усилия монтажного приспособления смонтированная труба отходит назад на 5-7 мм. Если труба отошла на большее расстояние, следует проверить расстояние от торца раструба до торца уплотнительного кольца - это расстояние должно быть одинаковым по всему периметру. Неравномерное расстояние свидетельствует о выталкивании уплотнительного кольца из паза раструба.

В этом случае монтаж следует повторить, т.к. этот стык при гидроиспытании даст течь.

При требовании абсолютно исключить удлинение, необходимо растягивать трубопровод при прокладке по участкам с помощью канатной тяги.

Уложенный поворотный узел, при необходимости, можно разъединить. После удаления стопоров ФЧ вытягивают вручную или с помощью реечного домкрата и составной обоймы. В случае повторного соединения следует использовать новое уплотнительное кольцо.

При укорачивании труб на стройплощадке необходимо закруглить гладкий конец трубы или выполнить фаску 5 x 30°.

Монтаж труб из ВЧШГ следует производить методом последовательного наращивания труб непосредственно в проектном положении трубопровода.

Наличие в стыковых соединениях труб уплотнительных колец исключает необходимость электрозащиты трубопроводов от блуждающих токов.

При сборке фланцевых соединений фланцы следует устанавливать так, чтобы отверстия для болтов и шпилек были расположены симметрично относительно вертикальной оси и не совпадали с ней , если в проекте нет особых указаний для этого случая.

Затяжку фланцевого соединения необходимо производить постепенно, в несколько приемов, крест на крест. При сборке фланцевых соединений зазор между фланцами не должен превышать удвоенного допуска на отклонение от перпендикулярности осей фланцев к осям трубных деталей. Величину зазора проверяют щупом.

4.2 Засыпка трубопроводов

Засыпка трубопроводов должна осуществляться в два приема -- частичная засыпка до предварительного испытания и окончательная засыпка после предварительного гидравлического испытания.

Предварительно проводится подбивка пазух и частичная засыпка труб на высоту не менее 0,5 м слоями по 0,15-0,20 м с одновременным выравниванием искривленных участков трубопроводов. Стыки должны быть открыты.

Окончательная засыпка траншеи производится после предварительного испытания трубопровода. Предварительно присыпаются стыки с тщательным уплотнением грунта.Рекомендуемая длина плети, протягиваемой за один проход, не должна превышать 300 погонных метров.



5. Комплектация и хранение

Трубы и фасонные части поставляются в комплекте со стопорами (для соединения «RJ») и уплотнительными кольцами, предназначенными для работы в системах водоснабжения, материал которых разрешен Государственной санитарно-эпидемиологической службой Российской Федерации для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Количество требуемых манжет на 1 км трубопровода составляет 167 штук.

5.1 Хранение труб

Поверхность, на которую складируются трубы, должна быть ровной. На поверхности не должно находиться никаких корродирующих материалов.

Прежде чем приступить к складированию, трубы необходимо проверить. При наличии повреждений наружного или внутреннего покрытия их необходимо устранить.

Трубы укладываются в штабели по диаметру и согласно плану расположения штабелей.

Время нахождения труб в штабеле должно быть сведено к минимуму.

Крюки строп, которыми складируются трубы, должны иметь защиту (например, покрытие резиной), с той целью, чтобы избежать повреждения внутреннего покрытия труб.

Деревянные бруски, используемые для штабелирования, должны быть прямыми и хорошего качества.

Допускается складирование труб без прокладок между рядами на специальных стеллажах, исключающих раскатывание и повреждение труб.

При хранении труб высота штабеля не должна превышать 2,5 метров.



5.2 Хранение уплотнительных колец

Уплотнительные кольца должны храниться в следующих условиях:

1. Температура хранения должна быть от 0 до 35 °С.

2. Уплотнительные кольца необходимо защищать от попадания солнечных лучей, в особенности прямого солнечного света, сильного потока искусственного освещения с высоким содержанием ультрафиолетового излучения.

3. Озон является особенно вредным для уплотнительных колец, поэтому в помещении, где хранятся кольца, не должно находиться оборудование, которое могло бы генерировать озон (ртутные лампы и т.д.), мощное электрическое оборудование, электродвигатели или другое оборудование, которое может спровоцировать появление электрических искр или медленную электрическую разрядку.

4. Уплотнительные кольца должны храниться в состоянии, исключающем какой-либо вид деформации.



Список литературы

1. Храменков С.В., Примин О.Г., Орлов В.А. Реконструкция трубопроводных систем Издательство Ассоциации строительных вузов Москва 2008

2. СНиП 2.04.03 - 85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

3. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. - М.: Стройиздат, 1986 г.

4. Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Н.И. Лихачев, И.И. Ларин, С.А. Хаскин и др.; Под общ.ред. В.Н. Самохина. - 2-е изд. М.: Стройиздат, 1981. - 639 с. - (Справочник проектировщика).

5. Оборудование водопроводно - канализационных сооружений / А.С. Москвитин, Б.А. Москвитин, Г.М. Мирончик, Р.Г. Шапиро. Под ред. А.С. Москвитина. - М.: Стройиздат, 1979. - 430 с. - (Справочник монтажника).

6. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. - М.: Медгиз, 1975. - -9 с.

Размещено на Allbest.ru

...